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农业发展低碳因素

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0引言

大气中碳浓度的升高是导致全球气候变化的主要原因。以低能耗、低排放、低污染为特征的低碳经济是目前人类应对全球气候变化,减缓温室气体排放的根本出路。农业生产与全球气候变化息息相关,农业是温室气体的第二大重要来源,如何减少农业温室气体排放量并探寻减排方法已经成为当务之急[1]。低碳农业是低碳经济的有机组成部分。所谓低碳农业是指在农业生产、经营中排放最少的温室气体,同时获得整个社会最大效益的农业绿色生产模式,其目的是减少温室气体排放,节约有限资源,改善农村环境,实现我国农业和农村可持续发展[2]。近年来,许多专家学者从不同的角度对影响低碳农业发展的各种因素进行了分析研究[3][4]。农业是国民经济的基础产业和战略产业,其对自然资源和环境依赖性很强。近几十年来,各国靠高碳农业迅速增加了粮食和农产品供给。如不断开垦农田、连片种植、扩大耕地面积,大量使用化肥、农药、农业机械、除草剂、兽药、设施等工业化产品,但同时也带来温室气体排放过大,自然植被、森林、湿地、草原以及生物多样性减少、环境污染严重等环境问题。可以推断,农业的产前、产中、产后的全过程几乎都与能源消耗、温室气体排放有关联,有的方面关联度还相当大[5]。江苏地处华东经济发达地区,又是农业大省。江苏地少人多,自然资源匮乏,农业生产水平相对较高,这就决定了江苏发展低碳农业要在资源节约型农业上下功夫。资源节约包括节地、节水、节肥、节药、节种、节工、节能等7个方面。本研究通过对农业增加值与农业机械及物质消耗的关系分析,试图找到影响江苏低碳农业发展的主要投入要素及不同区域低碳农业发展的差异,并提出相关的建议,为加快建立有江苏特色的资源节约型低碳农业发展新模式提供依据。

1回归分析的指标选择与模型选取

本文选取1990~2008年江苏省和2008年江苏省52个县(市)农业投入要素中的农用化肥施用量(万t)X1、农用塑料薄膜使用量(万t)X2、农用柴油使用量(万t)X3、农药使用量(万t)X4、农业机械总动力(万KW)X5作为解释变量,对因变量农业增加值(亿元)Y进行多元线性回归分析,找出对农业增加值影响最为显著的因素,进而可计算出农业单位GDP能耗及所产生的CO2量。因此可以建立因变量Y与各自变量Xj(j=1,2,3,…,n)之间的多元线性回归模型:

Y=β0+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5+ε(1)式中β0、β1、β2、β3、β4、β5、和ε都是模型中的未知参数,β0为回归常数,β1~β5为非标准化条件下的偏回归系数,ε为随机误差。对这些未知参数进行参数估计就是多元线性回归分析的核心任务之一。参数估计所用数据来源于《江苏省统计年鉴(2000-2009)》[6]和《江苏省农村统计年鉴-2009》(见表1、表2)。

为了解决原始数据中量纲不同的问题,以确保分析结果的客观性和科学性,更好地分析各投入要素指标对低碳农业发展的影响,对原始数据进行标准化处理,采用ZScore标准化方法,把数值标准化到Z分数,其公式是:

ZCij=(Cij-C—j)/Sj(2)式中Sj为标准差,因此可以建立标准化后的因变量ZY与各自变量ZXj(j=1,2,3,…,n)之间的多元线性回归模型:

ZY=β1ZX1+β2ZX2+β3ZX3+β4ZX4+β5ZX5+ε(3)式中,ZY、ZX1、ZX2、ZX3、ZX4、ZX5为原始数据的标准化值,β1~β5标准偏回归系数,ε为随机误差。因标准化数据的回归方程中常数项的t的显著性概率为1>0.05,表示常数项与0没有显著性差异,不应出现在方程中。

2回归分析过程与结果

为研究江苏省低碳农业发展中农业增加值受哪些投入要素的影响,收集1990~2008年江苏省和2008年江苏52个县(市)农业增加值与农业投入要素的数据,利用SSPS软件进行多元线性回归分析,解释变量筛选策略采用向后筛选,由SPSS自动完成解释变量的选择,并观察每一步检验的变化情况,分析结果如表3、表4和表5。

由表3可知,1990~2008年江苏省和2008年江苏52个县(市)的农业增加值与主要投入要素的回归分析,利用向后筛选策略经过2步都完成了回归方程的建立,最终模型均为模型2。

对1990~2008年江苏省农业增加值与主要投入要素的回归分析,模型1和模型2的相关系数R均为0.985,说明自变量与因变量之间有极高的相关性;决定系数R方值均为0.970,总体回归效果相同,说明在因变量的变异中,有97.0%可由自变量的变化来解释。模型2剔除出方程的变量是农用塑料薄膜使用量(万t)X2,如果显著性水平α为0.05,可以看到被剔除的X2的偏F检验的概率p值大于显著性水平,因X2的偏回归系数与零无显著性差异,其对被解释变量的线性解释没有显著贡献,故不应保留在方程中。最终保留在方程的变量为X1、X3、X4、X5。方程的DW检验值为2.068,残差存在一定程度的负自相关。

对2008年江苏52个县(市)的农业增加值与主要投入要素的回归分析,模型1和模型2的相关系数R均为0.874,说明自变量与因变量之间有比较好的相关性;决定系数R方值分别为0.765和0.763,总体回归效果比较接近。模型2剔除出方程的变量是农业机械总动力(万KW)X5,如果显著性水平α为0.05,可以看到被剔除的X5的偏F检验的概率p值大于显著性水平,因X5的偏回归系数与零无显著性差异,其对被解释变量的线性解释没有显著贡献,故不应保留在方程中。最终保留在方程的变量为X1、X2、X3、X4。方程的DW检验值为2.180,残差存在一定程度的负自相关。

是回归方差分析表。表4中的2个模型2为最终的方程。如果显著性水平α为0.05,由于回归方程显著性检验的概率p值小于显著性水平α,因此被解释变量与解释变量间的线性关系显著,建立线模型是恰当的。同时可以看出,2个模型2的F值分别为64.498和37.871比2个模型1的F值45.169和29.901大得多,表明整体回归效果更佳。

展示了模型中各解释变量的偏回归系数(非标准化、标准化)、偏回归系数显著性检验的情况。

对1990~2008年江苏省农业增加值与主要投入要素的回归分析,如果显著性水平α为0.05,则模型1由于存在回归系数不显著的解释变量X2,因此模型1再次被否定。模型2是最终的方程,其所有解释变量的回归系数显著性检验的概率p值均小于显著性水平α,因此解释变量X1、X3、X4、X5与被解释变量Y间的线性关系显著。最终的原始数据和标准化值的回归方程分别是:

=1930.752-22.936X1+31.435X3+179.020X4+0.990X5(4)Z?=-1.760ZX1+1.508ZX3+0.252ZX4+1.009ZX5(5)对全省而言,由多元线性回归方程(4)可以估算,每增加1万吨农用化肥施用量(X1)、农用柴油使用量(X3)、农药使用量(X4)和农业机械总动力(X5)可使农业增加值(Y)分别平均增加-22.936亿元、31.435亿元、179.020亿元和0.990亿元。相当于回归方程(5)估算,每增加1个标准单位的农用化肥施用量(ZX1)、农用柴油使用量(ZX3)、农药使用量(ZX4)和农业机械总动力(ZX5)可使农业增加值(ZY)分别平均增加-1.760、1.508、0.252和1.009个标准单位。

对2008年江苏52个县(市)的农业增加值与主要投入要素的回归分析,如果显著性水平α为0.05,则模型1由于存在回归系数不显著的解释变量X5,因此模型1再次被否定。

模型2是最终的方程,其所有解释变量的回归系数显著性检验的概率p值均小于显著性水平α,因此解释变量X1、X2、X3、X4与被解释变量Y间的线性关系显著。同时模型2中的常数项的t的显著性概率为0.000<0.05,表示常数项与0有显著性差异,表明常数项应保留在方程中。最终的原始数据和标准化值的回归方程分别是:

=10.715+0.992X1+14.897X2+3.346X3+26.207X4(6)Z?=0.327ZX1+0.203ZX2+0.395ZX3+0.196ZX4(7)对2008年每县(市)而言,由多元线性回归方程(6)可以估算,每增加1万吨农用化肥施用量(X1)、农用塑料薄膜使用量(X2)、农用柴油使用量(X3)和农药使用量(X4)可使农业增加值(Y)分别平均增加0.992亿元、14.897亿元、3.346亿元和26.207亿元。相当于回归方程(7)估算,每增加1个标准单位的农用化肥施用量(ZX1)、农用塑料薄膜使用量(ZX2)、农用柴油使用量(ZX3)和农药使用量(ZX4)可使农业增加值(ZY)分别平均增加0.327、0.203、0.395和0.196个标准单位。

3不同区域单位农业增加值主要投入要素的差异性分析

为寻找江苏不同区域低碳农业发展的差异,对2008年江苏52个县(市)单位农业增加值所消耗的农用化肥量(X1/Y)、农用塑料薄膜量(X2/Y)、农用柴油量(X3/Y)、农药量(X4/Y)、农业机械总动力(X5/Y),按苏南(14个县(市))、苏中(14个县(市))和苏北(24个县(市))3个区域进行分组统计(表6),利用SPSS软件对3个不同区域的数据进行差异性分析,分析方法采用Kruskal-Wallis检验。多独立样本Kruskal-Wallis检验的基本思想是将多组样本数据混合并按升序排序,求出各变量值的秩,再考察各组秩的均值是否存在显著差异。借鉴方差分析的方法,构建K-W检验统计量,即K-W=秩的组间平方和/秩总平方和的平均。根据相关公式,SPSS将自行计算K-W统计量和相应的概率p值[7]。Kruskal-Wallis检验结果见。

由可知,苏南、苏中和苏北三大区域单位农业增加值消耗的化肥量(X1/Y)的平均秩有较大差距,最低的苏南的平均秩为14.86,最高的苏北为36.50,K-W检验统计量(表8中的卡方,下同)为20.557,概率p值近似于0,如果显著性水平α为0.05,由于概率p值小于显著性水平α,应拒绝零假设,认为苏南、苏中、苏北三大区域的单位农业增加值消耗的化肥量(X1/Y)均值存在显著差异(苏北>苏中>苏南);三大区域单位农业增加值所消耗的农用薄膜量(X2/Y)的平均秩,最低的苏中为19.54,最高的苏北为32.19,K-W检验统计量为6.822,相应的概率p值0.030,小于显著性水平(α=0.05),则认为苏南、苏中、苏北三大区域单位农业增加值所消耗的农用薄膜量(X2/Y)均值存在显著差异(苏北>苏南>苏中);三大区域单位农业增加值消耗的农用柴油量(X3/Y)、农药量(X4/Y)的平均秩差距不大,K-W检验统计量分别为5.174和0.707,相应的概率p值分别为0.073和0.0703,均大于显著性水平(α=0.05),所以,三大区域的X3/Y和X4/Y均值差异不显著;苏南、苏中、苏北三个区域单位农业增加值所需农机总动力(X5/Y)的平均秩有较大差距,最低的苏中的平均秩为16.14,最高的苏北为32.92,K-W检验统计量为10.867,相应的概率p值为0.003,小于显著性水平(α=0.05),因此,三大区域的单位农业增加值所需农机总动力(X5/Y)均值存在显著性差异(苏北>苏南>苏中)。

4结论与建议

4.1主要结论

对1990~2008年全省农业增加值与主要投入要素的回归分析,反映了近20年来江苏农业发展过程中,各类投入要素对农业增加值的影响,其中化肥施用量对农业增加值起负作用,对农业增加值贡献最大的是农用柴油使用量,其次是农机总动力,农用薄膜使用量对农业增加值的贡献不显著。对2008年全省52个县(市)农业增加值与主要投入要素的回归分析,反映了目前社会经济发展条件下,不同投入要素对农业发展的贡献大小,依次是农用柴油使用量、化肥施用量、农用薄膜使用量和农药使用量,农机总动力对农业增加值的贡献不显著。

对2008年苏南、苏中和苏北三大区域单位农业增加值所消耗投入要素量的差异性分析可知,单位农业增加值化肥施用量以苏北最高,苏南最低;单位农业增加值消耗农用薄膜和农机总动力以苏北最高,苏中最低;单位农业增加值消耗农用柴油和农药量三大区域间差异不显著。总体上,单位农业增加值所消耗投入量以苏北较高。

4.2几点建议

4.2.1制定低碳农业发展规划规划要以科学发展观为指导,从全球气候变化对当地环境的影响入手,从当地实际出发,明确一个时期的发展目标和发展措施,切实做到务实可行。“十二五”规划中既要有经济发展指标,也要有节能减排的约束性指标。规划应突出发展低碳高效农业,并以此为统领。规划应明确各个阶段低碳农业经济发展的重点项目和重点措施,尤其要明确相关扶持措施。规划应计算出各个阶段低碳农业发展所需的投入总需求和相关组成,明确投入渠道,以保障发展需求。

4.2.2提高资源利用率据统计,江苏省化肥利用率不足35%,比发达国家低将近20个百分点。由于多数农户盲目追求高产出,偏施、过量施用化肥现象普遍,导致农业化肥利用率逐年降低,已对农业增加值起负作用。提高化肥利用效率成为发展低碳农业的当务之急。建议优化化肥在区域及作物间资源配置,调整施肥结构,加强土壤肥力和肥料效益监测等基础性工作,建立科学的有机-无机结合的施肥体系,调整氮、磷、钾肥养分比例和品种结构,实现养分均衡供应,开展和普及测土平衡施肥技术,根据氮、磷、钾养分土壤行为特点,制定不同的施肥措施,加强肥料宏观调控,加快新型缓/控释肥料研制与示范推广。同时要合理地使用高效、低毒、低残留农药,推广低容量喷雾技术,建立多元化、社会化病虫害防治专业服务组织,运用农业、物理及生物防治技术,减少农药使用次数和数量,提高防治效果和农药利用率。

4.2.3推广低碳农业技术加快适应低碳环境的优良品种的推广,大力推动农作制度创新,推广一批稳粮高效、农牧循环、水旱轮作等高效生态农业模式,并在此基础上,建立低碳农业实践园区、示范企业、示范农户,充分发挥典型的传、帮、带作用,为减排技术的推广提供数据和技术支持。

4.2.4加快农机节能减排农业机械是农业生产的重要工具,农机化技术直接关系到节肥、节药、节水、节种和秸秆综合利用等技术的普及和推广,是推进农业农村节能减排的载体和手段。做好农机节能工作,不仅能够推进农机化发展方式的转变,而且对整体推进农业农村节能减排,建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重要的意义。要加快研发农机节能减排新产品,大力推广农机节能减排技术,进一步优化农机装备结构,不断提高农机作业服务组织管理水平。

4.2.5制定相关政策要建立和完善相关政策,形成低碳农业发展的长效机制。随着改革开放和经济的发展,我国的农业生态环境状况发生了巨大的变化,也出现了许多新的问题,可以借鉴美国做法,结合中国实际,有针对性地出台法律法规,尽快制定并完善农业投入品对生态环境影响等相关标准,加强农产品标准的制定,控制过量的化学品的投入引起的食品安全和环境安全的问题,规范低碳农业发展。同盟制定有机肥补贴、秸秆和畜禽粪便等废弃物综合利用的优惠政策与奖励办法,出台化肥农药税的财政政策等,完善农业固碳的生态补偿机制,鼓励农业废弃物能源化、资源化利用,鼓励发展循环农业和生物质经济等,提高农业的节能减排技术水平。

农业发展低碳因素责任编辑:李老师    阅读:人次